拉伸载荷下钢芯铝绞线的力学特性仿真分析

周昕恺，瞿 畅，刘苏苏,2，姚建南，汪晶晶

拉伸载荷下钢芯铝绞线的力学特性仿真分析

周昕恺1，瞿 畅1，刘苏苏1,2，姚建南1，汪晶晶3

(1. 南通大学机械工程学院，江苏 南通 226019；2.南通棉花机械有限公司，江苏 南通 226002；3. 江东金具设备有限公司，江苏 南通 226400)

为了研究钢芯铝绞线(ACSR)结构参数对其在拉伸载荷下力学特性的影响，基于ANSYS参数化设计语言(APDL)建立了ACSR参数化有限元模型。以TACSR/AS-410/70 ACSR为研究对象，基于数值仿真结果研究了该导线股丝应力分布和分层应力应变随拉伸载荷的变化规律，通过拉伸实验验证了有限元模型的准确性；并基于上述模型数值模拟了不同节径比和铝钢比下绞线在拉伸载荷下的力学响应。数值仿真结果表明，随铝钢比增加，ACSR不同层间最大等效应力随载荷增加而增加的趋势变小，绞线的最大应力值较低，股丝间应力分布更平均；而ACSR节径比越小，绞制越紧密，其不同层股丝应力也越大。研究结果可为ACSR的结构设计、线夹选型及优化设计等提供重要依据。

钢芯铝绞线；有限元；数值仿真；ANSYS参数化设计语言；参数化；铝钢比；节径比

钢芯铝绞线(aluminium cable steel reinforced，ACSR)因其产品结构简单、铺设成本低、传输容量大、便于安装及维护，在各种电压等级的多种跨越档位的架空输配线路中得到广泛应用，是目前高压架空输电线路中最常用的导线之一。其典型结构由内钢芯股和外部多层铝线股2部分组成。导线在高架上传递电力的过程中，2部分股丝共同承担张力作用。然而，由于每层股丝节径比不同，且左右旋形态交替，使得股丝间的应力分布及ACSR相邻层间的接触情况十分复杂。……